[实用新型]一种适用于低链烷烃催化体系的原位光谱装置

说明书

本实用新型涉及光谱表征装置技术领域，且公开了一种适用于低链烷烃催化体系的原位光谱装置，包括原位固定床反应器、光谱仪、六通阀、气相色谱仪和控制显示终端，所述控制显示终端设置于气相色谱仪的一侧，所述六通阀设置于气相色谱仪的另一侧，所述光谱仪设置于六通阀的上方，所述原位固定床反应器活动连接于光谱仪的内部。该适用于低链烷烃催化体系的原位光谱装置，气固多相催化反应中各类固体催化剂颗粒在高温环境下与气体原料反应时催化剂表界面的分子结构变化和气固界面的两相分子结构变化的实时监测，通过固定床反应器搭载光路的原位表征技术，为最终实现高活性、高选择性、高转化效率的催化剂体系的设计开发提供相关理论和实验指导。

技术领域

本实用新型涉及光谱表征装置技术领域，具体为一种适用于低链烷烃催化体系的原位光谱装置。

背景技术

低链烷烃作为石油炼化工业中的重要副产物，其饱和C-H键作为非极性键，较高的键能使其不易发生裂解活化，具有极强的化学惰性，该类物质在工业中的用途较为有限，需要对其进行催化从而转化为高附加值产物，原位表征技术作为一种结合各类光谱仪器实现实时监测的技术，可以直接检测到不同反应温度、不同反应气氛等实验条件的改变对于催化材料其微观形貌、晶体结构、化学组成等各方面信息的实时动态变化，直观获取催化材料实时演化过程，已经成为催化领域的前沿表征技术手段。

在目前的研究中，实际工况条件下的催化剂与反应物的实时反应过程与针对该实验制定的原位表征过程是相对困难的，研究者普遍做法是先通过大量实验，在改变催化剂各组分含量、反应温度、反应压力等条件后，进而确定出最佳的反应条件，随后使用原位检测仪器来观察该型催化剂在最佳反应条件下的变化过程，这种实验方法虽然能够在一定程度上揭示催化剂的活性位点，但无法真正做到实时检测催化剂在不同反应时间以及不同反应条件下其表面基团的变化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于低链烷烃催化体系的原位光谱装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种适用于低链烷烃催化体系的原位光谱装置，包括原位固定床反应器、光谱仪、六通阀、气相色谱仪和控制显示终端，所述控制显示终端设置于气相色谱仪的一侧，所述六通阀设置于气相色谱仪的另一侧，所述光谱仪设置于六通阀的上方，所述原位固定床反应器活动连接于光谱仪的内部。

所述原位固定床反应器包括保温材料、加热器、电加热丝、高温加热反应炉、气固相催化反应石英管、气路密封、密封法兰、气固催化剂装填区，所述保温材料设置于高温加热反应炉的内部，所述加热器活动连接于保温材料的内部，所述电加热丝活动连接于加热器的内部，所述气固相催化反应石英管贯穿于高温加热反应炉的内部，所述气路密封设置于气固相催化反应石英管的顶部及底部，所述密封法兰活动连接于气路密封的外部，所述气固催化剂装填区活动连接于气固相催化反应石英管的中部。

优选的，所述高温加热反应炉的中部开设有光入窗口和光出窗口，所述窗口的内部设置有光路系统。

优选的，所述窗口投射特定的激发光波长的拉曼光源，形成拉曼入射信号和拉曼散射信号。

优选的，所述拉曼入射信号通过光入窗口照射到气固催化剂装填区的样品表面，催化剂中的分子在吸收部分能量后，所散射出的低频率光信号可灵敏的检测出因物质的不同配位构型导致的局部配位结构变化。

优选的，所述光路系统包含散射式光路以及透射式光路这两种光路体系，将实现和不同表征仪器间的切换使用。

优选的，所述高温加热反应炉、保温材料、加热炉、电加热丝、气固相催化反应石英管、气路密封、密封法兰、气固催化剂装填区，通过该装置各个子系统之间进行联动控制，用于配合光路系统，将在控制终端实现自动记录催化剂床层颗粒在原位固定床反应器内进行程序升温过程中产生的宏观物理变化以及微观结构变化，经软件分析得到光谱数据。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：